Đang tải... (xem toàn văn)
¸c giao thøc ph©n ®Þnh b»ng tÇn sè sãng cña EPC Ph©n ®Þnh b»ng tÇn sè sãng UHF líp 1 Gen 2 Giao thøc ®èi víi c¸c trao ®æi ë tÇn sè 860 MHz – 960 MHz Phiªn b¶n 1.0.9 Néi dung B¶n chó dÉn vÒ c¸c h×nh B¶n chó dÉn vÒ c¸c b¶ng Lêi nãi ®Çu Híng dÉn 1. Ph¹m vi ¸p dông 2. Đáp ứng 2.1 Tuyên bố đáp ứng 2.2 Yêu cầu đáp ứng chung 2.2.1 Bộ dò tín hiệu 2.2.2 Thẻ 2.3 Cấu trúc lệnh và khả năng mở rộng 2.3.1 Lệnh bắt buộc 2.3.2 Lệnh tùy chọn 2.3.3 Lệnh riêng 2.3.4 Lệnh sửa đổi 3. Các tài liệu tham chiếu chuẩn 4. Thuật ngữ và định nghĩa 4.1 Các thuật ngữ và định nghĩa bổ sung 5. Ký hiệu, thuật ngữ viết tắt, và chú thích 5.1 Ký hiệu 5.2 Thuật ngữ viết tắt 5.3 Chú thích 5.3 Chú thích 6. Yêu cầu giao thức 6.1 Tổng quan về giao thức 6.1.1 Lớp vật lý 6.2 Tham số giao thức 6.2.1 Tín hiệu – Tham số điều khiển truy nhập vật lý và trung gian (MAC) 6.2.2 Logic – Các tham số thủ tục hoạt động 6.3 Mô tả thủ tục vận hành 6.3.1 Tín hiệu 6.3.1.1 Tần số vận hành 6.3.1.2 Trao đổi thông tin từ thiết bị dò tín hiệu đến thẻ (R=>T) 6.3.1.2.1Độ chính xác tần số của bộ dò tín hiệu 6.3.1.2.2Sự Điều biến 6.3.1.2.3Mã hoá dữ liệu 6.3.1.2.4Tốc độ truyền dữ liệu 6.3.1.2.5Hình dạng sóng R=>T RF 6.3.1.2.6Bộ dò tín hiệu tăng sóng điện từ 6.3.1.2.7Bộ dò tín hiệu giảm sóng điện từ 6.3.1.2.8Đoạn đầu R=>T và đồng bộ khung 6.3.1.2.9Frequency-hopping spread-spectrum waveform 6.3.1.2.10 Frequency-hopping spread-spectrum channelization 6.3.1.2.11 Mặt nạ truyền 6.3.1.3 Trao đổi thông tin từ thẻ đến bộ dò tín hiệu 6.3.1.3.1Điều biến 6.3.1.3.2Mã hoá dữ liệu 6.3.1.3.2.1 Dải gốc FM0 6.3.1.3.2.2 FM0 preamble Phần đầu của FM0 6.3.1.3.2.3 Sóng thứ cấp được điều chế dựa theo mô hình điều biến Miller 6.3.1.3.2.4 Phần đầu của sóng thứ cấp theo mô hình điều biến Miller 6.3.1.3.3Tốc độ truyền dữ liệu 6.3.1.3.4Tag power-up timing 6.3.1.3.5Sức mạnh tối thiểu của trường vận hành và sức mạnh của bức xạ 6.3.1.4 Thứ tự truyền 6.3.1.5 Thời gian kết nối 6.3.2 Lựa chọn, kiểm kê, và truy nhập thẻ 6.3.2.1 Bộ nhớ của thẻ 6.3.2.1.1Mật khẩu hủy 6.3.2.1.2Mật khẩu truy nhập 6.3.2.1.3CRC-16 6.3.2.1.4Các bit kiểm tra giao thức 6.3.2.1.4Các bit kiểm tra giao thức 6.3.2.2 Cờ phiên và các cờ kiểm kê 6.3.2.3 Cờ lựa chọn 6.3.2.4 Trạng thái thẻ và bộ đếm vị trí 6.3.2.4.1Trạng thái sẵn sàng 6.3.2.4.2Trạng thái phân xử 6.3.2.4.3Trạng thái trả lời 6.3.2.4.4Trạng thái xác nhận 6.3.2.4.5Trạng thái mở 6.3.2.4.6Trạng thái bảo mật 6.3.2.4.7Trạng thái hủy 6.3.2.4.8Bộ đếm bị trí 6.3.2.5 Bộ tạo số ngẫu nhiên hoặc giả ngẫu nhiên thẻ 6.3.2.6 Quản lý các thẻ 6.3.2.7 Lựa chọn các mẫu Thẻ Selecting Tag populations 6.3.2.8 Kiểm kê các Thẻ 6.3.2.9 Truy cập Thẻ cá nhân 6.3.2.10 Các lệnh của Bộ dò tín hiệu và các câu trả lời của Thẻ 6.3.2.10.1 Các lệnh lựa chọn Select commands 6.3.2.10.1.1 Lựa chọn (bắt buộc) 6.3.2.10.2 Các lệnh kiểm kê 6.3.2.10.2.1 Query (bắt buộc) 6.3.2.10.2.2 QueryAdjust (bắt buộc) 6.3.2.10.2.3 QueryRep (bắt buộc) (mandatory) 6.3.2.10.2.4 ACK (mandatory) 6.3.2.10.2.5 NAK (bắt buộc) 6.3.2.10.3 Access commands – Các lệnh truy cập 6.3.2.10.3.1 Req_RN (bắt buộc) 6.3.2.10.3.2 Read (bắt buộc) 6.3.2.10.3.3 Write (bắt buộc) 6.3.2.10.3.4 Lệnh Hủy (bắt buộc) 6.3.2.10.3.5 Khóa (bắt buộc) 6.3.2.10.3.6 Truy cập (Tùy chọn) 6.3.2.10.3.7 BlockWrite (optional) 6.3.2.10.3.8 BlockErase (optional) 7. Bản chất của quyền sở hữu trí tuệ đối với qui định kĩ thuật này Các phụ lục Lêi nãi ®Çu Qui ®Þnh kÜ thuËt nµy x¸c ®Þnh líp c¬ b¶n (Líp 1) cña bèn líp thÎ ph©n ®Þnh b»ng tÇn sè sãng. CÊu tróc cña líp nµy ®îc m« t¶ nh sau: Líp 1: ThÎ ph©n ®Þnh (qui ®Þnh) ThÎ cã sù ph©n t¸n ngîc trë l¹i bÞ ®éng víi c¸c ®Æc tÝnh tèi thiÓu nh sau: -Mét ®Çu ph©n ®Þnh EPC -Mét ®Çu ph©n ®Þnh thÎ (TID) -Mét chøc n¨ng “huû diÖt” lµm háng thÎ vÜnh viÔn -KiÓm so¸t qu¸ tr×nh ®îc b¶o vÖ b»ng tõ khãa tïy chän, vµ -Bé nhí cña ngêi sö dông tïy chän. Sù h¹n chÕ cña líp (qui ®Þnh) C¸c thÎ líp 2, líp 3, líp 4 hoÆc líp cao h¬n ph¶i kh«ng m©u thuÉn víi sù ho¹t ®éng cña, hoÆc còng kh«ng lµm gi¶m cÊp thùc hiÖn ance cña c¸c thÎ líp 1 trong cïng mét m«i trêng RF. ThÎ líp cao h¬n (tham kh¶o) Sù m« t¶ vÒ líp díi ®©y cho ta mét vÝ dô vÒ c¸c ®Æc tÝnh cña thÎ líp cao h¬n cã thÓ ®îc m« t¶: Líp 2: ThÎ cã chøc n¨ng cao h¬n C¸c thÎ bÞ ®éng víi c¸c ®Æc tÝnh cã thÓ thÊy tríc sau ®©y vît trªn hay vît ra ngoµi giíi h¹n nh÷ng ®Æc tÝnh cña thÎ líp 1: -Mét TID më réng -Bé nhí cña ngêi sö dông ®îc më réng -KiÓm so¸t qu¸ tr×nh ®îc x¸c nhËn, vµ -C¸c ®Æc tÝnh bæ sung (TBD) nh sÏ ®îc x¸c ®Þnh trong qui ®Þnh kÜ thuËt cña Líp 2. Líp 3: ThÎ b¸n bÞ ®éng C¸c thÎ b¸n bÞ ®éng víi c¸c ®Æc tÝnh cã thÓ thÊy tríc sau ®©y vît trªn hay vît ra ngoµi giíi h¹n nh÷ng ®Æc tÝnh cña thÎ líp 2: -Mét nguån n¨ng lîng néi bé, vµ -circuitry cã chiÒu hîp nhÊt. Líp 4: ThÎ chñ ®éng ThÎ chñ ®éng víi c¸c ®Æc tÝnh cã thÓ thÊy tríc sau ®©y vît trªn hay vît ra ngoµi giíi h¹n nh÷ng ®Æc tÝnh cña thÎ líp 3: -Trao ®æi tõ thÎ ®Õn thÎ, -Trao ®æi chñ ®éng, vµ -Kh¶ n¨ng Ad-hoc networking. Lêi giíi thiÖu Qui ®Þnh kÜ thuËt nµy x¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu vÒ mÆt l«gÝch vµ thuéc vÒ vËt lý ®èi víi sù ph©n t¸n ngîc trë l¹i bÞ ®éng, thÈm vÊn-nãi-®Çu tiªn (ITF), hÖ thèng RFID trong d¶i tÇn tõ 860 MHz – 960 MHz. HÖ thèng nµy bao gåm c¸c bé phËn thÈm vÊn - cßn ®îc biÕt ®Õn nh lµ c¸c ®Çu ®äc, vµ thÎ - cßn ®îc biÕt ®Õn nh lµ nh•n. §äc ®äc sÏ truyÒn th«ng tin ®Õn nh•n b»ng c¸ch ®iÒu biÕn mét tÝn hiÖu RF trong ph¹m vi tÇn sè tõ 860 MHz ®Õn 960 MHz. ThÎ sÏ nhËn c¶ th«ng tin vµ n¨ng lîng ®Ó ho¹t ®éng tõ tÝn hiÖu RF nµy. C¸c thÎ lµ bÞ ®éng, cã nghÜa lµ chóng sÏ nhËn mäi n¨ng lîng ®Ó ho¹t ®éng tõ bíc sãng RF cña ®Çu ®äc. §Çu ®äc sÏ nhËn th«ng tin tõ thÎ b»ng c¸ch truyÒn tÝn hiÖu RF cã bíc sãng liªn tôc (CW) ®Õn thÎ; thÎ sÏ ®¸p øng l¹i b»ng c¸ch ®iÒu biÕn hÖ sè ph¶n x¹ thuéc ¨ng ten cña nã, nhê ®ã sÏ ph©n t¸n ngîc trë l¹i mét tÝn hiÖu mang th«ng tin tíi ®Çu ®äc. Mét hÖ thèng x¸c ®Þnh lµ ITF, cã nghÜa lµ thÎ sÏ ®iÒu biÕn hÖ sè ph¶n x¹ thuéc ¨ng ten cña nã víi mét tÝn hiÖu mang th«ng tin chØ sau khi ®îc ®Çu ®äc ®Þnh híng cho lµm nh vËy. §Çu ®äc vµ thÎ kh«ng ®îc yªu cÇu nãi mét c¸ch ®ång thêi; ®óng h¬n th× c¸c trao ®æi lµ b¸n kÐp ®«i, cã nghÜa lµ khi ®Çu ®äc nãi cßn thÎ th× nghe hoÆc ngîc l¹i.
Kỹ thuật định hướng tồn từ sóng điện từ biết đến Từ năm 1888, Heinrich Hertz phát đặc tính hướng anten tiến hành thí nghiệm dải sóng đề xi met Một ứng dụng cụ thể xác định hướng tới sóng điện từ đề xuất vào năm 1906 phương pháp định hướng đích (homing DF method) Scheller phát minh Những thiết bị định hướng định hướng phân cực Thiết bị bao gồm anten lưỡng cực điện từ trường với trục trùng với hướng điện trường từ trường Từ hướng phân cực, suy hướng tới sóng điện từ Máy định hướng vòng quay máy định hướng thuộc loại biết tới nhiều Năm 1907, Bellini Tosi phát phương pháp định hướng kết hợp hai anten có hướng tính giao (ví dụ anten vòng) với máy đo góc để xác định hướng Tuy nhiên, máy định hướng vòng quay thường sử dụng Thế chiến thứ Sau đó, phát minh Adcock bước tiến lớn việc nâng cao tính xác định hướng sóng trời dải sóng ngắn Vào năm 1917, ông nhận cách sử dụng anten tuyến tính phân cực đứng (ăng-ten cần lưỡng cực) tạo giản đồ anten tương tự với anten vòng mà không bị ảnh hưởng từ thành phần trường phân cực ngang (Tuy nhiên, năm 1972 G Eckard chứng minh điều không trường hợp) Mãi năm 1931 ăng-ten Adcock lần sử dụng Anh Đức Trong năm 1925-1926, Watson-Watt thực bước tiến đưa máy định hướng dùng máy đo góc theo kiểu khí thành máy định hướng điện tử trực quan Kể từ năm 1943, tàu hải quân Anh trang bị máy định hướng Watson-Watt kênh với vòng tương hỗ cho phạm vi sóng ngắn (“huf-duff” để phát tàu ngầm Đức) Kể từ năm 1931, xuất máy định hướng ngụy trang sử dụng xe máy định hướng mang vác để phát gián điệp Bộ định hướng sóng ngắn hoạt động dựa nguyên lý Doppler xây dựng vào năm 1941 Cào thời điểm tiến nhanh chóng việc phát triển radar Anh đặt yêu cầu mở rộng phạm vi tần số loại thiết bị Năm 1943, định hướng dùng để "quan sát radar" dải tần khoảng 3.000 MHz đưa vào sử dụng Kể từ năm 1943, thiết bị định hướng sử dụng dãy anten bố trí theo hình tròn có độ mở lớn (Wullenweber) xây dựng để định hướng từ xa Từ năm 1950, sân bay toàn giới trang bị hệ thống định hướng Doppler VHF / UHF Doppler để kiểm soát không lưu Đầu thập niên 1970, công nghệ số hóa áp dụng vào định hướng định vị sóng radio; tạo tín hiệu hướng điều khiển số từ xa sản phẩm từ phát triển Kể từ năm 1980, xử lý tín hiệu số sử dụng ngày nhiều định hướng Nó cho phép hiện thực hóa thiết bị định hướng giao thoa tiếp cận ban đầu việc thực định hướng đa sóng (siêu phân giải) Mặc dù việc nghiên cứu lý thuyết thực trước nhiều Một yếu tố quan trọng khác thúc đẩy phát triển xa thiết bị định hướng yêu cầu định hướng phát xạ biến đổi tần số nhảy tần trải phổ tín hiệu Kết phát triển đời kỹ thuật thiết bị định hướng băng thông rộng, có khả đồng thời thực dò tìm định hướng dựa chuỗi lọc số (và sử dụng biến đổi Fourier nhanh (FFTs)) Trong ví dụ này, mục tiêu tập trung vào việc xác định hướng đến (DOA) tín hiệu radio có tần số khoảng MHz 10 MHz (MF-HF) Một ví dụ cụ thể cho tín hiệu MHz hiển thị Để mô mảng với Adcock, xem xét 1/4 bước sóng đơn cực cho tần số làm việc MHz.Khi đó, đơn cực có chiều dài 15 mét Việc tách biệt ăng-ten hay đường sở điểm quan trọng, tối đa nửa bước sóng tần số làm việc, lý tưởng khoảng 1/8 1/10 bước sóng làm việc Nếu tách cao nửa bước sóng, phép đo sảy nhiều sai sót Đó lý sao, băng thông xem cao, thích hợp để có đường sở khác Trong ví dụ giới hạn 10 MHz, với wavelenght 30 mét, đặt cặp ăng ten với tách 15 mét Một mô hình tối ưu áp dụng, môi trường phép đo vật, không cần thiết phải cấu hình mạng lưới radials đơn cực Tính toán góc đến Với mảng radial cặp ăng ten nằm dọc theo trục NS EW, giả sử bắt đầu nhận tín hiệu quan tâm (SOI) mà hướng sóng đến có hướng đến (DOA) chưa rõ cần phải xác định Góc φ góc hình thành hướng truyền sóng tín hiệu quan tâm trục EW (trục X mô hình), " φ " làgóc DOA mà cần phải tính toán Tại thời điểm sóng tới đến đơn cực, có chênh lệch khoảng cách truyền sóng tời đến đơn cực N,E dẫn tới biểu diễn hình Điều này, suy luận rằng, có chênh lêch lệch pha tín hiệu thu đơn cực Để đơn giản hóa phép đo trường hợp lý tưởng, không xét toàn hệ tọa độ gốc hệ thống mà tập trung vào góc phần tư (chứa đơn cực N E) Mỗi đơn cực đặt cách gốc tọa độ khoảng R Theo hình vẽ phác thảo trên, ta thấy rằng, đầu sóng tới đến đơn cực N ngắn khoảng d1 đến đơn cực E ngắn khoảng d 1+d2 so với đầu sóng đến gốc tọa độ,khoảng cách ta tính được, từ xác định độ lệch pha tín hiệu thu hai đơn cực Sử dụng lượng giác, tính toán khoảng cách d1 + d2 sau [1]: cos(φ) = (d1 + d2)/ R (d1 + d2) = cos(φ).R [1] Theo cách tương tự ta tính toán d1 sau [2]: cos(90o- φ) = d1/Rd1 = R.cos(90o- φ) = Rsin(φ) [2] Và thực tế mảng tọa độ I III, mảng tọa độ II IV đối xứng vơi qua gốc tọa độ, thế, đơn cực S có tính toán đơn cực N, với giá trị âm Và đơn cực W, tính toán tương tự đơn cực E, nhiên với giá trị âm Theo đầu sóng tới tạo điện áp đơn cực sau [3]: rN(t) =m(t).e j.k.R.sin(φ) rS(t) =m(t).e-j.k.R.sin(φ) rE(t) =m(t)ej.k.R.cos(φ) [3] rN(t) =m(t)e-j.k.R.cos(φ) Trong đó: m(t) điện áp tín hiệu điều chế nhận đơn cực k số sóng thu từ tín hiệu thu, tính sau [4]: k = 2/� [4] Trong thực tế truyền lan sóng điện từ, phân cực tuyến tính sóng hoàn toàn theo chiều dọc, hay nằm ngang hệ tọa độ nằm ngang ảnh hưởng tầng điện ly Hệ tọa độ hệ thống xét nằm ngang (vuông góc với mặt đất), ta phần phân cực sóng theo chiều dọc sóng tới, thành phần nằm ngang không xét tới Tại thời điểm xét trên, để xác định góc tới DOA nằm hệ tọa độ anten Adcock, xác định điện áp thu theo trục x, y cách trừ tín hiệu thu đơn cực phương Trước hết ta tính điện theo trục y, xem xét phép trừ tín hiệu thu đơn cực N S sau [5]: rN(t) - rS(t) =m(t).[e-j.k.R.sin(φ) - e j.k.R.sin(φ)] [5] Ta lại có phép tính sau [6]: sin(x) = (ejx - e-jx) [6] Từ [6] ta phát triển công thức [5] sau [7]: rN(t) - rS(t) = m(t)2j.sin[k.R.sin(φ)] [7] Mặt khác, ta thấy số sóng k nhỏ so với tần số làm việc tín hiệu thu ta có [8]: rN(t) - rS(t) m(t)2j.k.R.sin(φ) [8] Bây giờ, xem xét phép tính toán điện áp trục x cách trừ tín hiệu thu đơn cực E,W [9]: rE(t) – rW(t) =m(t) [ej.k.R.cos(φ) - e-j.k.R.cos(φ)] [9] Tương tự phép tính [6],[7],[9], ta lại thu công thức [10]: RE(t) – rW(t) m(t)2j.k.R.cos(φ) [10] Lấy thương hai phép tính điện áp trục x [8] y [10] ta có công thức sau [11]: [rN(t) - rS(t)]/[rE(t) – rW(t)] = = = tan( [11] Như từ [11] ta thấy : arctan{[rN(t) - rS(t)]/[rE(t) – rW(t)]} Thực phương pháp Trong việc triển khai trước hệ thống này, ống tia cathode (CRT) sử dụng Trong mô hình CRT này, tín hiệu điều hướng hình điều khiển theo chiều ngang cách sử dụng điện trường nằm bên phải phần lại thiết bị, theo chiều dọc cách sử dụng cặp đĩa đặt Các tín hiệu giải điều chế máy thu đa kênh Sau đó, tín hiệu giải điều chế đơn cực Bắc Nam áp dụng cho thẳng đứng tín hiệu từ đơn cực Đông Tây áp dụng cho ngang, thể hình Thực phương pháp sử dụng hình CRT Mô hình xạ cặp đơn cực Adcock Bằng cách này, phát tín hiệu phát xạ đến mảng với hướng đến "φ", đường thẳng vẽ hình CRT, Hình Nếu kênh NS EW không cân bằng, có sai sót việc tính toán DOA hình elip vẽ hình CRT, thay đường thẳng Điều quan trọng phải có đồng xác dao động địa phương kênh khác nhau, chí để tốt hơn, cần có dao động nội chung DOA vẽ hình CRT Nếu túy sử dụng mảng anten mô tả hình , không xác định rõ hướng đến tín hiệu kết có sai lệch 180 o hàm tan có chu kỳ π, tức tỷ số âm tương đương cho cung phần tư thứ thứ Ngược lại, tỷ số dương tương đương cho cung phần tư thứ thứ Để xác định dấu biểu thức , ta sử dụng chấn tử anten vô hướng đặt tâm mảng anten làm kênh tham chiếu, giúp loại bỏ sai lệch 180 o kết định hướng Kỹ thuật định hướng Adcock / Watson – Watt kỹ thuật định hướng dựa so sánh biên độ hai cặp anten đặt theo thiết kế Adcock Thiết kế Adcock gồm chấn tử vô hướng đặt vuông góc với hình 3.6 Khoảng cách chấn tử nhỏ bước sóng tần số hoạt động cao Góc định hướng xác định tỷ số hiệu vector điện áp tín hiệu cặp anten Ta tìm đáp ứng chấn tử mảng anten tròn tín hiệu đến từ hướng ϕ Thật vậy: Tọa độ 〖(x〗_m,y_m) chấn tử thứ m mảng anten tròn gồm N chấn tử đặt cách xác định bởi: x_m=Rcos(2πm/N) y_m=Rsin(2πm/N) (3.10) R bán kính mảng anten tròn; m=0,1,2, ,(N-1) Từ biểu thức (3.4), ta có tín hiệu thu chấn tử anten thứ m là: r_m (t)=〖m(t)e〗^(-j 2π/λ(x_m cosϕ+y_m sinϕ)) Thay x_m, y_m từ (3.10) vào: r_m (t)=〖m(t)e〗^(-j 2π/λ [Rcos(2πm/N) cosϕ+Rsin(2πm/N) sinϕ)] ) r_m (t)=〖m(t)e〗^(-j 2πR/λ cos(2πm/N-ϕ) ) (3.11) m(t) tín hiệu điều chế, λ bước sóng tín hiệu cần định hướng Vậy, tín hiệu thu chấn tử anten Adcock (được ký hiệu: North – N, South – S, East – E, West – W; chấn tử E đặt điểm tham chiếu 0o) là: Thay N=4,m=1 vào biểu thức (3.11): r_N (t)=〖m(t)e〗^(-j 2πR/λ cos(π/2-ϕ) )=〖m(t)e〗^(-j 2πR/λ sin(ϕ) ) Tương tự, thay m tương ứng vào biểu thức (3.11), ta được: r_S (t)=〖m(t)e〗^(j 2πR/λ sin〖(ϕ)〗 ) r_E (t)=〖m(t)e〗^(-j 2πR/λ cos〖(ϕ)〗 ) r_W (t)=〖m(t)e〗^(j 2πR/λ cos〖(ϕ)〗 ) (3.12) Cặp anten N S tạo mức điện áp tín hiệu thu dọc theo trục Y, Cặp E W tạo mức điện áp tín hiệu thu dọc theo trục X hệ tọa độ mảng anten Ước lượng góc định hướng xác định cách so sách mức điện áp cặp chấn tử anten y(t)=r_NS (t)=r_N (t)-r_S (t)=-2jm(t)sin〖(2πR/λ sin〖(ϕ)〗 ) (3.13)〗 x(t)=r_EW (t)=r_E (t)-r_W (t)=-2jm(t)sin〖(2πR/λ cos(ϕ) ) (3.14)〗 ϕ= ̂ arctan(y(t)/x(t) )=arctan((2jm(t)sin(2πR/λ sin〖(ϕ)〗 ))/(2jm(t)sin(2πR/λ cos〖(ϕ)〗 ) )) ϕ= ̂ arctan(sin(2πR/λ sin〖(ϕ)〗 )/sin(2πR/λ cos〖(ϕ)〗 ) ) (3.15) Khi kích thước mảng anten đủ nhỏ, tức R≪λ⁄2π, ta rút gọn biểu thức trên: ϕ≈ ̂ arctan(sin(ϕ)/cos(ϕ) ) (3.16) Nếu túy sử dụng mảng anten mô tả hình 3.6, không xác định rõ hướng đến tín hiệu kết có sai lệch 180o hàm tan có chu kỳ π, tức tỷ số âm tương đương cho cung phần tư thứ thứ Ngược lại, tỷ số dương tương đương cho cung phần tư thứ thứ Để xác định dấu biểu thức sin〖(ϕ)〗 cos〖(ϕ)〗, ta sử dụng chấn tử anten vô hướng đặt tâm mảng anten làm kênh tham chiếu, giúp loại bỏ sai lệch 180o kết định hướng Hình 3.7 minh họa sơ đồ khối hệ thống định hướng Adcock / Watson – Watt chuẩn Khi kích thước mảng anten đủ nhỏ, tín hiệu ngõ cặp chấn tử anten là: r_NS (t)=V_(a ) cos(ω_c t) sin(ϕ) r_EW (t)=V_(a ) cos(ω_c t) cos(ϕ) ω_c: Tần số tín hiệu thu; V_(a ): Biên độ tín hiệu ϕ: Góc định hướng thực tín hiệu đến Sau chuyển từ tần số cao tần RF tần số trung tần IF máy thu, tín hiệu qua giải điều chế đồng Trong giải điều chế này, trộn thực nhân tín hiệu tham chiếu với tín hiệu vào r_NS (t) r_EW (t) Tín hiệu tham chiếu mô tả biểu thức: r(t)=V_(r ) cos(ω_c t) V_(r ): Biên độ tín hiệu tham chiếu Các lọc thông thấp loại bỏ thành phần tần số cao, kết ngõ lọc thông thấp là: y(t)= V_(0 ) sin(ϕ) x(t)= V_(0 ) cos(ϕ) V_(0 ): Biên độ tín hiệu Các đại lượng y(t) x(t) sử dụng để tính toán ước lượng góc định hướng theo biểu thức: ϕ= ̂ arctan(y(t)/x(t) )= arctan(sin(ϕ)/cos(ϕ) ) Hình 3.8 sơ đồ khối hệ thống định hướng Adcock / Watson – Watt đơn kênh Trong sơ đồ này, tín hiệu từ cặp chấn tử anten điều chế hai tones tần số thấp cho tín hiệu ngõ ra: s_1 (t)=V_(m ) 〖 sin(ϕ)cos〗(ω_c t)sin(ω_1 t) s_2 (t)=V_(m ) 〖 cos(ϕ)cos〗(ω_c t)sin(ω_2 t) ω_c: Tần số tín hiệu thu; ω_1: Tần số góc tone tần số thấp thứ ω_2: Tần số góc tone tần số thấp thứ hai; V_(m ): Biên độ tín hiệu sau điều chế; ϕ: Góc định hướng thực tín hiệu đến Tín hiệu tham chiếu r(t)=V_(r ) cos(ω_c t) lấy tổng với tín hiệu ngõ điều chế, ta được: s_3 (t)=cos(ω_c t) [V_(r )+V_(m ) (sin(ϕ) sin(ω_1 t)+cos(ϕ) sin(ω_2 t))] V_(r )là biên độ tín hiệu tham chiếu sau khuếch đại Trong hệ thống này, V_(r )>V_m, tín hiệu tổng xem sóng mang biên độ điều chế hai tones tần số thấp ω_1 ω_2 Biên độ tones có liên quan đến hướng tín hiệu đến Một giải điều chế biên độ (AM) sử dụng để tách đường bao, cho ra: s_4 (t)=V_e [sin(ϕ) sin(ω_1 t)+cos(ϕ) sin(ω_2 t)] V_e: Hệ số khuếch đại Hai giải điều chế đồng sử dụng để giải điều chế tín hiệu tách hai thành phần y(t)=V_e sin(ϕ) x(t)=V_e cos(ϕ) Cuối ước lượng góc định hướng xác định theo biểu thức: ϕ= ̂ arctan(y(t)/x(t) )= arctan(sin(ϕ)/cos(ϕ) ) Phương pháp sử dụng hiệu ứng Doppler Đây phương pháp áp dụng phổ biến máy thu định hướng dải sóng cực ngắn Phương pháp sử dụng hiệu ứng Doppler để xác định hướng đến nguồn phát xạ Hiệu ứng Doppler hiệu ứng tần s ố tín hiệu thu biến đổi có chuyển động tương đổi gi ữa máy phát máy thu Khi chuyển động theo hướng tiến lại g ần t ần s ố tín hiệu thu tăng lên lượng deltaF gọi tần số Doppler Ng ược l ại, tần s ố thu giảm xuống Tần số Doppler đạt giá trị lớn (về giá trị ệt đối ) hướng chuyển động trùng với hướng sóng tới Khi đó: deltaF(max)=v/c Với : v vận tốc chuyển động tương đối máy phát máy thu c = 3.10E8 m/s vận tốc ánh sáng Khi chuyển động không trùng với hướng sóng tới: deltaF=(v/c)cos(phi) (phi) góc hướng chuyển động sóng tới viết giới thiệu hệ thống Doppler DF thực tế, ví dụ điển hình hệ thống 6000; 6001, sau sơ đồ kết nối hệ thống Doppler DF seri 6001 Đây hệ thống hoạt động qua phần mềm điều khiển từ xa chạy Window anh1.jpg Tính hệ thống: + Băng tần phục vụ từ 125 – 1000 MHz, + Có thể điều khiển từ xa + Độ tin cậy độ (đối với tín hiệu trạm cố định) + Phần mềm thu thập liệu nhanh từ nhiều trạm định hướng qua xác định nguồn tín hiệu đồ số + Điều khiển giảm ảnh hưởng nhiễu đa đường sử dụng di động + Màn hình hiển thị liệu: Hướng, gốc định hướng cường độ trường theo thang đo từ – + Hai cổng cung cấp liệu đầu vào đầu theo hai định dạng ASCII CIV + Bộ lọc Notch lộc bỏ tạp âp phía đầu tín hiệu audio Máy thu tín hiệu: ICOM 7000, ICOM 7100 ICOM R8500 Nguyên lý định hướng Interferometer Nguyên lý định hướng Interferometer gọi nguyên lý định hướng giao thoa hay nguyên lý định hướng so pha Với nguyên lý này, góc định hướng xác định dựa sở so sánh độ lệch pha tín hiệu từ phần tử ăng ten định hướng Nguyên lý định hướng giao thoa chia thành hai loại: giao thoa pha giao thoa pha tương quan Nguyên lý định hướng giao thoa sử dụng tối thiểu hai máy thu đồng (thông số kỹ thuật hoàn toàn giống nhau) Như vậy, máy định hướng giao thoa xét đến máy định hướng đa kênh Trong máy định hướng giao thoa, phần tử ăng ten vô hướng dải rộng sử dụng Hai kênh thu khác nhau, kết hợp với tách sóng pha, cho phép so sánh độ trễ pha tín hiệu phân tích thu hai phần tử khác mảng ăng ten định hướng Trong số trường hợp đặc biệt, nhằm giảm thời gian đáp ứng, máy định hướng xung đơn sử dụng; đó, số lượng kênh thu số lượng phần tử ăng ten sử dụng May dinh huong anten.jpg Hình minh họa máy định hướng giao thoa sử dụng 03 phần tử ăng ten Một máy định hướng giao thoa đơn giản sử dụng ba phần tử ăng ten đẳng hướng, việc xác định góc phương vị (và góc ngẩng) thực khoảng cách ăng ten không lớn nửa bước sóng Nếu Φ1,Φ2,Φ3 pha đo đầu phần tử ăng ten, góc phương vị tính sau: Alpha=arctan (Φ2-Φ1)/(Φ3-Φ1) Trong thực tế, cấu hình mảng ăng ten định hướng tăng cường thêm phần tử ăng ten cho không gian ăng ten phù hợp cách tối đa với dải tần định hướng Khoảng cách ăng ten a>λ/2 ứng dụng để tăng độ xác cho hệ thống góc mở nhỏ Thông thường mảng ăng ten đặt theo hình tam giác vuông cân hình tròn Cấu hình mảng tam giác thường sử dụng để định hướng dải tần HF (dưới 30 MHz) Với tần số cao hơn, thường dùng mảng tròn Sap xep anten.jpg Hình minh họa máy định hướng giao thoa mở rộng phần tử ăng ten Nguyên lý máy giao thoa tương quan so sánh độ lệch pha đo với độ lệch pha nhận từ hệ thống ăng ten định hướng có cấu hình biết góc sóng biết Việc so sánh thực cách tính toán sai số bậc hai hệ số tương quan hai tập liệu Nếu việc so sánh thực với giá trị phương vị khác tập liệu tham chiếu, góc định hướng nhận từ liệu mà hệ số tương quan lớn Ví dụ mảng ăng ten định hướng máy giao thoa tương quan gồm chấn tử Mỗi cột ma trận liệu thấp tương ứng với góc sóng Alpha hình thành nên vector tham chiếu Các thành phần vector tham chiếu đại diện cho độ lệch pha kỳ vọng chấn tử ăng ten góc sóng Ma trận liệu 5×1 cao bao gồm độ lệch pha đo thực tế (vector đo được) Tuong quan.jpg Hình minh họa nguyên lý giao thoa pha tương quan Để xác định góc sóng chưa biết (hướng tới), cột ma trận tham chiếu tương quan với vector đo cách nhân cộng vector Kết thu hàm tương quan K(Alpha), đạt cực đại điểm trùng hợp tối ưu vector tham chiếu vector đo Góc đại diện cho vector tham chiếu cụ thể góc định hướng mong muốn Phương pháp cấu thành dạng đặc biệt thuật toán tạo chùm tia ĐỊNH HƯỚNG NGUỒN PHÁT SÓNG TRONG HỆ THỐNG TRẠM KIỂM SOÁT TẦN SỐ Định hướng hoạt động để xác định hướng đến nguồn phát sóng vô tuyến điện so với hướng tham chiếu, thông qua việc phân tích đặc tính lan truyền sóng vô tuyến điện hướng đến anten định hướng Trong kiểm soát tần số, kết hợp sử dụng nhiều trạm định hướng để xác định: Vị trí đài phát vi phạm pháp luật; vị trí đài phát chưa cấp phép; vị trí đài phát gây nhiễu mà xác định phương tiện khác; vị trí nguồn nhiễu có hại; nhận dạng đài phát Tính phức tạp thiết bị định hướng phụ thuộc vào yêu cầu độ xác điều kiện môi trường địa điểm đặt trạm Anten định hướng phải đặt nơi có không gian rộng, không bị che chắn ảnh hưởng vật cản xung quanh Cấu trúc chung thiết bị định hướng bao gồm: Anten định hướng, khối thu tín hiệu khối xử lý định hướng Cụ thể: a Anten định hướng: Anten định hướng thành phần quan trọng hệ thống thiết bị định hướng, định phần lớn đến độ xác phép đo định hướng Khi sóng tới tình đa đường, độ mở mảng anten (là hệ số D/λ, D: đường kính mảng anten, λ: bước sóng tín hiệu thu) đóng vai trò quan trọng để xác định hướng Các anten định hướng có độ mở rộng (D/λ>1) khắc phục vấn đề đa đường nguyên nhân gây sai số khác so với anten có độ mở hẹp (D/λ